Perangkat-perangkat yang didasarkan pada prinsip tekanan fluida memainkan peran penting dalam berbagai tugas, menawarkan banyak keuntungan. Contoh perangkat tersebut antara lain, ban kendaraan, tangki gas LPG, kompresor, pneumatik, dan hidraulik. Baik itu mempertahankan tekanan secara terus menerus atau memantaunya hanya pada saat tekanan mulai meningkat, memastikan manajemen tekanan yang tepat sangat penting untuk pengoperasian perangkat ini secara efisien. Meskipun beberapa perangkat memerlukan pemantauan tekanan secara terus menerus, seperti tangki gas, kompresor, dan hidraulik, perangkat lainnya, seperti ban dan balon, hanya memerlukan pemantauan berkala.
Wadah yang dirancang untuk menyimpan gas bertekanan atau cairan cair, seperti tangki gas, tangki kompresor, dan tangki truk bahan kimia. Juga memerlukan pemantauan tekanan yang cermat. Biasanya, pemantauan ini difasilitasi melalui pengukur tekanan, yang menawarkan wawasan tentang status tekanan di dalam tangki. Namun, pengukur tekanan analog konvensional menghadirkan tantangan keterbacaan, terutama ketika terjadi fluktuasi tekanan yang cepat. Untuk mengatasi masalah ini, kami mengusulkan pengembangan pengukur tekanan berbasis Arduino Mega 2560. Solusi inovatif ini bertujuan untuk meningkatkan akurasi dan keterbacaan pemantauan tekanan. Sehingga memberikan informasi yang tepat waktu dan tepat mengenai variasi tekanan.
Penerapan pengukur tekanan berbasis Arduino Mega 2560 menawarkan fleksibilitas yang lebih baik dan kemudahan penggunaan dibandingkan dengan metode pemantauan tekanan tradisional. Kemampuannya beradaptasi membuatnya sangat cocok untuk diintegrasikan ke dalam truk tangki yang mengangkut bahan kimia atau zat lainnya. Dalam pengaturan ini, sensor pengukur tekanan ditempatkan secara eksternal dan terhubung ke tangki. Sedangkan Arduino dan LCD ditempatkan di dalam kabin truk, dihubungkan melalui kabel. Konfigurasi ini memfasilitasi pemantauan tekanan yang nyaman bagi pengemudi atau operator. Memastikan kesadaran yang cepat tentang dinamika tekanan tangki saat dalam perjalanan.
Metode Analisa
Dalam penelitian kami, kami mengembangkan perangkat pemantauan yang dilengkapi dengan sensor untuk mengukur berbagai indikator. Perangkat ini menggunakan papan mikrokontroler Arduino Mega 2560, yang terkenal dengan kemampuan I/O-nya yang luas. Termasuk 54 pin I/O digital, 16 pin I/O Input Analog, dan 4 pin UART, yang memungkinkan antarmuka sensor yang serbaguna.
Salah satu sensor penting yang diintegrasikan ke dalam perangkat pemantauan kami adalah sensor tekanan 0-300 psi. Sensor ini memainkan peran penting dalam mengukur tekanan secara akurat dalam kisaran yang ditentukan, dari 0 psi hingga 300 psi. Beroperasi sebagai transduser, sensor tekanan mengubah energi tekanan menjadi energi listrik, sehingga memungkinkan pembacaan tekanan yang akurat. Tegangan outputnya bervariasi secara linier dengan tekanan, memberikan 0,5 volt pada 0 psi dan 4,5 volt pada 300 psi ketika disuplai dengan tegangan 5 volt.
Selain itu, sensor tekanan 0-300 psi dilengkapi wadah besi untuk memperkuat strukturnya. Sehingga memungkinkannya untuk bertahan di lingkungan bertekanan tinggi secara efektif. Penguatan struktur ini memastikan daya tahan dan keandalan sensor, faktor penting dalam aplikasinya untuk tugas pengukuran tekanan.
Dengan mengintegrasikan sensor tekanan 0-300 psi ke dalam perangkat pemantauan kami. Kami bertujuan untuk memastikan pemantauan dinamika tekanan yang akurat dan real-time. Kemampuan sensor ini memungkinkan pengguna untuk mendapatkan pembacaan tekanan yang tepat, memfasilitasi pengambilan keputusan yang tepat dan meningkatkan efisiensi operasional dalam berbagai aplikasi. Mulai dari proses industri hingga pemantauan lingkungan.
Implementasi dan Hasil
Dalam implementasi, kami mulai dengan merancang dan menguji masing-masing komponen. Kemudian merancang arsitektur perangkat dan prosedur operasional, dan akhirnya melakukan pengujian sistem secara menyeluruh. Inti dari desain kami adalah penggunaan transduser tekanan sebagai sensor utama, yang bertanggung jawab untuk mendeteksi variasi tekanan. Output analog dari sensor tekanan berfungsi sebagai input ke Arduino Mega, yang memproses sinyal menggunakan Analog-to-Digital Converter (ADC). Data digital yang telah dikonversi kemudian ditampilkan pada layar LCD TFT dalam satuan Psi dan pengukuran meteran.
Kami memilih LCD TFT 3,5 inci untuk digunakan sebagai antarmuka tampilan untuk menyajikan data pengukuran. LCD ini secara efektif menampilkan hasil yang diproses dari Arduino, sehingga meningkatkan keterbacaan dan pemahaman pengguna. Memanfaatkan komponen yang tersedia di pasar lokal, perangkat kami mempertahankan profil berbiaya rendah sekaligus menawarkan fitur yang melampaui instrumen komersial yang sebanding.
Evaluasi kami mencakup beberapa pengujian untuk memastikan kinerja perangkat. Pertama, kami melakukan pengujian karakteristik sensor untuk menentukan tegangan output yang sesuai dengan tekanan atmosfer dan kondisi tekanan maksimum. Hal ini melibatkan sensor tekanan pada tekanan yang bervariasi dengan menggunakan sistem tekanan uji hidraulik sambil memantau output tegangan. Pengujian ADC selanjutnya menghasilkan pembacaan tegangan yang sangat berkorelasi antara Arduino dan multimeter, yang menunjukkan keakuratan dan ketepatan sistem pengukuran kami.
Selanjutnya, kami melakukan pengujian korelasi input dan output dengan menerapkan kenaikan tekanan dari 0 psi hingga 300 psi dan merekam tegangan output sensor yang sesuai. Titik-titik data ini dibuat grafik untuk menjelaskan hubungan antara tekanan yang diterapkan dan output sensor. Pengujian perangkat yang telah dirakit sepenuhnya melibatkan perbandingan kinerjanya dengan modul tekanan komersial. Dengan hasil yang menunjukkan korelasi yang kuat, presisi tinggi, akurasi, dan sensitivitas.
Singkatnya, perangkat yang kami terapkan berhasil menunjukkan kinerja yang kuat di berbagai pengujian. Menunjukkan keandalan dan keefektifannya dalam aplikasi pemantauan tekanan.
Informasi detail dari riset ini dapat dilihat pada tulisan kami di: https://ieeexplore.ieee.org/document/10455925 https://www.scopus.com/record/display.uri?eid=2-s2.0-85187781781&origin=resultslist
[1] I. Suwarno, F. Alhakim, P. Megantoro, and S. D. Perkasa, “Design and Metrological Analysis of An Automatic Air Pressure Measurement Instrument Using Arduino Mega 2560,” in 2023 6th International Conference on Information and Communications Technology (ICOIACT), IEEE, Nov. 2023, pp. 5–10. doi: 10.1109/ICOIACT59844.2023.10455925
Baca juga: AIRFEEL, Perangkat Monitoring Cuaca dan Kualitas Udara Karya FTMM UNAIR Berhasil Kantongi HKI
